概念教學(xué)在高三復(fù)習(xí)課中的應(yīng)用
——以“基因突變”一節(jié)為例

許 蕓

(北京育才學(xué)校 100050)

掌握基本的生物學(xué)概念是生物學(xué)課程中的基本任務(wù)之一。高三復(fù)習(xí)課中圍繞重要概念進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，對幫助學(xué)生回顧并建構(gòu)起學(xué)科知識(shí)框架、加深理解生物學(xué)的重要觀點(diǎn)、提高學(xué)生分析解決生物學(xué)問題能力都有非常重要的意義。本文以“基因突變”復(fù)習(xí)課為例，簡述在教學(xué)過程中如何圍繞重要概念進(jìn)行有效教學(xué)。

1 創(chuàng)設(shè)情境，凸顯教學(xué)脈絡(luò)

高三的概念復(fù)習(xí)不應(yīng)是原有知識(shí)的簡單重復(fù)記憶，復(fù)習(xí)課更需要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將學(xué)習(xí)情境貫穿教學(xué)始終，有助于加深對概念的理解，厘清各層級概念間的邏輯關(guān)系。“神州十一號與天宮二號”的載人飛行是社會(huì)熱點(diǎn)，其中“天宮二號的空間實(shí)驗(yàn)室”內(nèi)開展的育種實(shí)驗(yàn)與本節(jié)課要復(fù)習(xí)的基因突變密切相關(guān)，是很好的學(xué)習(xí)情境資料。用新聞資訊進(jìn)入本節(jié)課，圍繞誘變育種，復(fù)習(xí)基因突變的時(shí)期、類型及特點(diǎn)，說明基因突變的概念，深入剖析基因突變的實(shí)質(zhì)、檢測及意義。

2 構(gòu)建框架，完善知識(shí)體系

通過學(xué)案的方式呈現(xiàn)概念圖，隨著教學(xué)過程的推進(jìn)，在學(xué)生回顧復(fù)習(xí)、討論分析的基礎(chǔ)上，使本節(jié)的概念圖逐步完善(圖1)。

3 問題引導(dǎo)，培養(yǎng)探究思維

本節(jié)課的重點(diǎn)在于加強(qiáng)學(xué)生對基因突變實(shí)質(zhì)的理解，尤其是聯(lián)系基因表達(dá)、基因檢測及治療、遺傳育種等相關(guān)內(nèi)容，提高學(xué)生的綜合運(yùn)用能力。為此，本節(jié)課主要設(shè)置三個(gè)探究問題： ①基因突變是否意味著生物性狀的改變？通過學(xué)生自主討論，結(jié)合已有的知識(shí)，如基因選擇性表達(dá)、基因型與環(huán)境共同影響表現(xiàn)型、一種氨基酸可以對應(yīng)多種密碼子、真核生物基因表達(dá)過程等，在復(fù)習(xí)的基礎(chǔ)上深入理解基因與性狀的關(guān)系。②如何確定變異是由基因突變引起的？首先回顧幾種變異類型間的區(qū)別，設(shè)計(jì)雜交實(shí)驗(yàn)明確基因突變是顯性突變還是隱性突變，最后引導(dǎo)學(xué)生對基因結(jié)構(gòu)的具體變化情況進(jìn)行檢測，由現(xiàn)象到本質(zhì)，層層深入，在分析的過程中使學(xué)生對基因突變的實(shí)質(zhì)有更深刻的理解。③有利變異如何保留，有害變異如何糾正？在復(fù)習(xí)基因突變的特點(diǎn)和意義的基礎(chǔ)上，聯(lián)系組織培養(yǎng)、單倍體育種、基因治療等相關(guān)內(nèi)容，使學(xué)生在掌握基因突變概念的基礎(chǔ)上適度拓展延伸，提升學(xué)生的知識(shí)遷移運(yùn)用能力。

圖1 基因突變概念圖

4 例題分析，提升運(yùn)用能力

在高三復(fù)習(xí)課中，通過習(xí)題的講練，有助于學(xué)生理解概念的內(nèi)涵、辨別易混淆概念，提升思維能力和遷移運(yùn)用能力。

例1： 自然界中，一種生物某一基因及其三種突變基因決定的蛋白質(zhì)的部分氨基酸序列如下：

正?；?精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 蘇氨酸 脯氨酸

突變基因1 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 蘇氨酸 脯氨酸

突變基因2 精氨酸 亮氨酸 亮氨酸 蘇氨酸 脯氨酸

突變基因3 精氨酸 苯丙氨酸 蘇氨酸 酪氨酸 丙氨酸

根據(jù)上述氨基酸序列確定這三種突變基因DNA分子的改變是

A. 突變基因1和2為一個(gè)堿基的替換，突變基因3為一個(gè)堿基的增添

B. 突變基因2和3為一個(gè)堿基的替換，突變基因1為一個(gè)堿基的增添

C. 突變基因1為一個(gè)堿基的替換，突變基因2和3為一個(gè)堿基的增添

D. 突變基因2為一個(gè)堿基的替換，突變基因1和3為一個(gè)堿基的增添

通過例題1，能及時(shí)了解學(xué)生對基因突變這一概念的掌握情況，在學(xué)生自主分析的過程中，加深對基因表達(dá)過程、基因與性狀關(guān)系的理解，提升學(xué)生的思維能力和遷移運(yùn)用能力，從而初步構(gòu)建知識(shí)間的聯(lián)系。

例2： 單基因遺傳病可以通過核酸分子雜交技術(shù)進(jìn)行早期診斷。鐮刀型細(xì)胞貧血癥是一種在地中海地區(qū)發(fā)病率較高的常染色體隱性遺傳病。有一對夫婦被檢測出均為該致病基因的攜帶者，為了能生下健康的孩子，每次妊娠早期都進(jìn)行產(chǎn)前診斷。圖2為其產(chǎn)前核酸分子雜交診斷結(jié)果示意圖。

圖2 產(chǎn)前核酸分子雜交診斷結(jié)果示意圖

(1) 由圖2A可知，該基因突變是由于 引起的。利用核酸分子雜交原理，根據(jù)圖中突變基因的核苷酸序列(--ACGTGTT--)，寫出作為探針的核糖核苷酸序列 。

(2) 研究人員采集了6位家系成員(系譜圖中有編號的個(gè)體)的血樣，提取了這些成員的DNA，采用 技術(shù)對該病相關(guān)基因片段進(jìn)行大量擴(kuò)增，然后用特定的限制性核酸內(nèi)切酶對其切割，并進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳分析，電泳圖譜如圖2B所示。

(3) 凝膠電泳分離酶切片段，與探針雜交后可顯示出不同的帶譜，正?；蝻@示 條，突變基因顯示 條。

(4) 根據(jù)凝膠電泳帶譜分析可以確定胎兒是否患有鐮刀型細(xì)胞貧血癥。這對夫婦4次妊娠有胎兒Ⅱ1～Ⅱ4中基因型BB個(gè)體是 ，Bb的個(gè)體是 ，bb的個(gè)體是 。

本題的原型是07年江蘇高考的28題，以人類遺傳病為背景考查了遺傳系譜圖、基因的檢測和鑒定，特別是核酸分子雜交技術(shù)、PCR、電泳等學(xué)生在正常教學(xué)中沒有親身體驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法，一直是學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)。因此，精選此例題并根據(jù)學(xué)生的情況適當(dāng)加以改編，能幫助學(xué)生在題目情境中深化對相關(guān)技術(shù)原理的理解，幫助學(xué)生突破難點(diǎn)，同時(shí)提高學(xué)生的綜合運(yùn)用能力。